Per Quantensprung ins Paralleluniversum? - mit Benedikt-Sebastian Mehmel / hqic

In dieser Folge tauchen Alois und Oliver gemeinsam mit ihrem Gast
Benedikt-Sebastian Mehmel von Hamburg Quantum Innovation Capital
(hqic) tief in die Welt des Quantencomputings ein. Es wird
erklärt, wie sich klassische Bits von Quantenbits (Qubits)
unterscheiden – während Bits nur die Zustände 0 und 1 darstellen,
können Qubits dank Superposition gleichzeitig beide Zustände
annehmen. Dadurch ergeben sich exponentielle Steigerungen in der
Rechenleistung, da mehrere Informationszustände parallel
verarbeitet werden können.


Die Diskussion beleuchtet darüber hinaus auch die zentralen
Herausforderungen der Technologie:




Technische Hürden:
Die extremen Anforderungen an Temperaturkontrolle,
Vibrationsempfindlichkeit und die Notwendigkeit einer
effektiven Fehlerkorrektur werden ausführlich thematisiert.
Unterschiedliche Ansätze – von atomaren Qubits und
Ionenfallen bis hin zu schaltkreisbasierten Systemen wie bei
IBM – werden vorgestellt, wobei jede Methode ihre eigenen
Vor- und Nachteile aufweist.




Praktische Anwendungsfälle:
Konkrete Beispiele, wie die Optimierung von Flugabläufen an
Flughäfen und die effizientere Steuerung von Hafenprozessen,
zeigen, dass Quantencomputing bereits jetzt das Potential
besitzt, komplexe und rechenintensive Probleme zu lösen. Auch
der Vergleich mit der aktuellen Entwicklung im Bereich
klassischer Rechenzentren und KI wird gezogen, wobei das Ziel
klar bleibt: mit weniger Energieaufwand mehr Leistung zu
erzielen.




Quantum Supremacy und Cybersecurity:
Anhand des Beispiels der Google Sycamore Maschine wird das
Konzept der Quantum Supremacy erklärt – der Moment, in dem
ein Quantencomputer eine spezifische Aufgabe deutlich
schneller löst als der beste klassische Ansatz. Gleichzeitig
wird auch auf zukünftige Herausforderungen in der
Cybersecurity hingewiesen, da die Weiterentwicklung der
Quantencomputer auch die bestehenden Verschlüsselungsmethoden
bedrohen könnte und deshalb bereits heute an post-quantum
Sicherheitsstandards gearbeitet wird.




Die Quantenrevolutionen:
Abschließend wird die Entwicklung von der ersten
Quantenrevolution (die Entstehung und Anwendung der
Quantenmechanik in klassischen Technologien) über die zweite
Quantenrevolution (den Übergang vom Labor in die Anwendung
durch den kontrollierten Einsatz einzelner Qubits) bis hin zu
ersten Ansätzen einer dritten Revolution diskutiert – einem
möglichen Zusammenführen von Quantenmechanik und anderen
Disziplinen wie der Gravitation.